Ang tiyak na init ay ang enerhiya na kinakailangan upang madagdagan ang temperatura ng 1 gramo ng isang purong sangkap ng 1 °. Ang parameter ay nakasalalay sa komposisyon ng kemikal at estado ng pagsasama-sama: gas, likido o solid. Matapos ang pagtuklas nito, nagsimula ang isang bagong pag-ikot sa pag-unlad ng thermodynamics, ang agham ng mga pansamantalang proseso ng enerhiya, na nauugnay sa init at paggana ng system.
Karaniwan, tiyak na init at mga pangunahing kaalaman ng thermodynamics ay ginagamit sa paggawa radiator at system na idinisenyo para sa paglamig ng mga kotse, pati na rin sa kimika, engineering sa nukleyar at aerodynamics. Kung nais mong malaman kung paano kinakalkula ang tukoy na init, pagkatapos suriin ang ipinanukalang artikulo.
Pormula
Bago magpatuloy sa direktang pagkalkula ng parameter, dapat mong pamilyarin ang iyong sarili sa pormula at mga bahagi nito.
Ang formula para sa pagkalkula ng tukoy na init ay ang mga sumusunod:
- c = Q / (m * ∆T)
Ang kaalaman sa dami at kanilang mga simbolikong pagtatalaga na ginamit sa pagkalkula ay lubhang mahalaga. Gayunpaman, kinakailangan hindi lamang malaman ang kanilang visual na hitsura, ngunit din upang malinaw na maunawaan ang kahulugan ng bawat isa sa kanila. Ang pagkalkula ng tiyak na kapasidad ng init ng isang sangkap ay kinakatawan ng mga sumusunod na sangkap:
Ang ΔT ay isang simbolo na nangangahulugang isang unti-unting pagbabago sa temperatura ng isang sangkap. Ang character na "Δ" ay binibigkas na delta.
Maaaring kalkulahin ang usingT gamit ang formula:
ΔT = t2 - t1, kung saan
- t1 - pangunahing temperatura;
- Ang t2 ang pangwakas na temperatura pagkatapos ng pagbabago.
m ay ang masa ng sangkap na ginamit para sa pagpainit (gr).
Q - dami ng init (J / J)
Sa batayan ng Tsr, ang iba pang mga equation ay maaaring makuha:
- Q = m * cp * ΔT - dami ng init;
- m = Q / cr * (t2 - t1) - ang dami ng sangkap;
- t1 = t2– (Q / cp * m) - pangunahing temperatura;
- t2 = t1 + (Q / cp * m) - huling temperatura.
Kahulugan at pormula ng dami ng init
Ang panloob na enerhiya ng isang thermodynamic system ay maaaring mabago sa dalawang paraan:
- gumagawa ng trabaho sa system,
- sa pamamagitan ng thermal na pakikipag-ugnayan.
Ang paglipat ng init sa katawan ay hindi nauugnay sa pagsasagawa ng macroscopic work sa katawan. Sa kasong ito, ang pagbabago sa panloob na enerhiya ay sanhi ng ang katunayan na ang mga indibidwal na molekula ng katawan na may mas mataas na temperatura ay gumagawa ng trabaho sa ilang mga molekula ng katawan, na may isang mas mababang temperatura. Sa kasong ito, ang pakikipag-ugnay sa thermal ay natanto dahil sa thermal conductivity. Posible rin ang paglipat ng enerhiya sa pamamagitan ng radiation. Ang sistema ng mga proseso ng mikroskopiko (hindi nauugnay sa buong katawan, ngunit sa indibidwal na mga molekula) ay tinatawag na heat transfer. Ang dami ng enerhiya na inililipat mula sa isang katawan patungo sa isa pa bilang isang resulta ng paglipat ng init ay natutukoy ng dami ng init na inililipat mula sa isang katawan patungo sa isa pa.
Kahulugan
Pag-init
ay tinatawag na enerhiya na natanggap (o naibigay) ng katawan sa proseso ng pagpapalitan ng init sa mga nakapaligid na katawan (kapaligiran). Ang init ay ipinahiwatig, karaniwang sa pamamagitan ng letrang Q.
Ito ay isa sa mga pangunahing dami sa thermodynamics. Ang init ay kasama sa pagpapahayag ng matematika ng una at ikalawang prinsipyo ng thermodynamics. Ang init ay sinasabing enerhiya sa anyo ng paggalaw ng molekula.
Ang init ay maaaring maiparating sa system (katawan), o maaari itong makuha mula rito. Pinaniniwalaan na kung ang init ay naibibigay sa system, positibo ito.
Mga tagubilin para sa pagkalkula ng parameter
Kalkulahin mula sa
ang sangkap ay medyo simple at upang gawin ito, kailangan mong sundin ang mga hakbang na ito:
- Kunin ang formula sa pagkalkula: Kapasidad sa init = Q / (m * ∆T)
- Isulat ang paunang data.
- I-plug ang mga ito sa formula.
- Kalkulahin at kunin ang resulta.
Bilang isang halimbawa, kalkulahin natin ang isang hindi kilalang sangkap na may bigat na 480 gramo at pagkakaroon ng temperatura na 15ºC, na, bilang isang resulta ng pag-init (35 libong J), tumaas sa 250º.
Ayon sa mga tagubiling ibinigay sa itaas, isinasagawa namin ang mga sumusunod na pagkilos:
Isusulat namin ang paunang data:
- Q = 35 libong J;
- m = 480 g;
- ΔT = t2 - t1 = 250–15 = 235 ºC.
Kinukuha namin ang formula, pinapalitan ang mga halaga at nilulutas:
c = Q / (m * ∆T) = 35 libo J / (480 g * 235º) = 35 libo J / (112800 g * º) = 0.31 J / g * º.
Dami ng init
Ang dami ng init ay ang enerhiya na nawala sa katawan o nakuha sa panahon ng paglipat ng init. Malinaw din ito sa pangalan. Kapag nagpapalamig, mawawala ang katawan ng isang tiyak na halaga ng init, at kapag pinainit, ito ay sumisipsip. At ang mga sagot sa aming mga katanungan ay ipinakita sa amin ano ang nakasalalay sa dami ng init? Una, mas malaki ang masa ng katawan, dapat na gugulin ang mas maraming init sa pagbabago ng temperatura nito sa isang degree. Pangalawa, ang dami ng kinakailangang init upang maiinit ang isang katawan ay nakasalalay sa sangkap na binubuo nito, iyon ay, sa uri ng sangkap. At pangatlo, ang pagkakaiba sa mga temperatura ng katawan bago at pagkatapos ng paglipat ng init ay mahalaga din para sa aming mga kalkulasyon. Batay sa nabanggit, magagawa natin tukuyin ang dami ng init sa pamamagitan ng pormula:
Q = cm (t_2-t_1),
kung saan ang Q ay ang dami ng init, m ang masa ng katawan, (t_2-t_1) ang pagkakaiba sa pagitan ng pauna at huling temperatura ng katawan, c ay ang tiyak na kapasidad ng init ng sangkap, ay matatagpuan mula sa mga kaukulang talahanayan .
Gamit ang formula na ito, maaari mong kalkulahin ang dami ng init na kinakailangan upang mapainit ang anumang katawan o ang katawan na ito ay bibitawan kapag lumamig ito.
Ang dami ng init ay sinusukat sa mga joule (1 J), tulad ng anumang uri ng enerhiya. Gayunpaman, ang halagang ito ay ipinakilala hindi pa matagal na, at ang mga tao ay nagsimulang sukatin ang dami ng init nang mas maaga. At gumamit sila ng isang yunit na malawakang ginagamit sa ating panahon - isang calorie (1 cal). Ang 1 calorie ay ang dami ng kinakailangang init upang mapainit ang 1 gramo ng tubig bawat 1 degree Celsius. Pinatnubayan ng data na ito, ang mga nais na bilangin ang mga calorie sa pagkain na kinakain ay maaaring, alang-alang sa interes, kalkulahin kung gaano karaming mga litro ng tubig ang maaaring pinakuluan sa lakas na ubusin nila sa pagkain sa maghapon.
Pagbabayad
Isagawa natin ang pagkalkula CP
tubig at lata sa ilalim ng mga sumusunod na kondisyon:
- m = 500 gramo;
- t1 = 24ºC at t2 = 80ºC - para sa tubig;
- t1 = 20ºC at t2 = 180ºC - para sa lata;
- Q = 28 libo J.
Upang magsimula, natutukoy namin ang ΔT para sa tubig at lata, ayon sa pagkakabanggit:
- ΔТв = t2 - t1 = 80-24 = 56ºC
- =о = t2 - t1 = 180–20 = 160ºC
Pagkatapos ay makita namin ang tiyak na init:
- с = Q / (m * ΔТв) = 28 libo J / (500 g * 56ºC) = 28 libo J / (28 libo g * ºC) = 1 J / g * ºC.
- s = Q / (m * ΔTo) = 28 libo J / (500 g * 160ºC) = 28 libo J / (80 libong g * ºC) = 0.35 J / g * ºC.
Kaya, ang tiyak na init ng tubig ay 1 J / g * ºC, at ang lata ay 0.35 J / g * ºC. Samakatuwid, maaari nating tapusin na may pantay na halaga ng ibinibigay na init na 28 libong J, ang lata ay mas mabilis na mag-init kaysa sa tubig, dahil mas mababa ang kapasidad ng pag-init.
Ang kapasidad ng init ay nagtataglay hindi lamang ng mga gas, likido at solido, kundi pati na rin ng pagkain.
Ang pormula para sa pagkalkula ng init kapag nagbago ang temperatura
Ang elementarya na halaga ng init ay isinasaad bilang. Tandaan na ang elemento ng init na natatanggap ng system (sumuko) na may isang maliit na pagbabago sa estado nito ay hindi isang kumpletong kaugalian. Ang dahilan dito ay ang init ay isang pag-andar ng proseso ng pagbabago ng estado ng system.
Ang pangunahing halaga ng init na naibibigay sa system, at ang temperatura ay nagbabago mula sa T hanggang sa T + dT, ay katumbas ng:
kung saan ang C ay ang kapasidad ng init ng katawan. Kung ang katawan na isinasaalang-alang ay magkakauri, pagkatapos ang pormula (1) para sa dami ng init ay maaaring kinatawan bilang:
kung saan ang tiyak na init ng katawan, m ang masa ng katawan, ay ang molar heat, ay ang molar mass ng isang sangkap, at ang bilang ng mga moles ng sangkap.
Kung ang katawan ay homogenous, at ang kapasidad ng init ay itinuturing na malaya sa temperatura, kung gayon ang dami ng init () na natatanggap ng katawan na may pagtaas ng temperatura nito sa pamamagitan ng isang halaga ay maaaring kalkulahin bilang:
kung saan ang t2, t1 ay ang temperatura ng katawan bago at pagkatapos ng pag-init.Mangyaring tandaan na ang mga temperatura kapag nahanap ang pagkakaiba () sa mga kalkulasyon ay maaaring mapalitan sa parehong Celsius at Kelvin.
Paano makalkula ang kapasidad ng init ng pagkain
Kapag kinakalkula ang kapasidad ng kuryente ang equation ay kumukuha ng sumusunod na form:
c = (4.180 * w) + (1.711 * p) + (1.928 * f) + (1.547 * c) + (0.908 * a), kung saan:
- w ang dami ng tubig sa produkto;
- Ang p ay ang dami ng mga protina sa produkto;
- f ay ang porsyento ng taba;
- c ay ang porsyento ng mga carbohydrates;
- a ay ang porsyento ng mga sangkap na hindi organiko.
Tukuyin ang kapasidad ng init ng naprosesong cream cheese na Viola... Upang magawa ito, isulat namin ang kinakailangang mga halaga mula sa komposisyon ng produkto (bigat 140 gramo):
- tubig - 35 g;
- protina - 12.9 g;
- taba - 25.8 g;
- karbohidrat - 6.96 g;
- mga sangkap na hindi organikong - 21 g.
Pagkatapos ay nahanap namin sa:
- c = (4.180 * w) + (1.711 * p) + (1.928 * f) + (1.547 * c) + (0.908 * a) = (4.180 * 35) + (1.711 * 12.9) + (1.928 * 25, 8 ) + (1.547 * 6.96) + (0.908 * 21) = 146.3 + 22.1 + 49.7 + 10.8 + 19.1 = 248 kJ / kg * ºC.
Ano ang tumutukoy sa dami ng init
Ang panloob na enerhiya ng katawan ay nagbabago kapag gumagawa ng trabaho o paglipat ng init. Sa kababalaghan ng paglipat ng init, ang panloob na enerhiya ay inililipat ng pagsasagawa ng init, kombeksyon o radiation.
Ang bawat katawan, kapag pinainit o pinalamig (sa panahon ng paglipat ng init), ay tumatanggap o nawawalan ng kaunting lakas. Batay dito, kaugalian na tawagan ang dami ng enerhiya na ito sa dami ng init.
Kaya, ang dami ng init ay ang enerhiya na ibinibigay o natatanggap ng katawan sa proseso ng paglipat ng init.
Gaano karaming init ang kinakailangan upang mapainit ang tubig? Gamit ang isang simpleng halimbawa, maiintindihan mo na ang iba't ibang dami ng init ay kinakailangan upang magpainit ng iba't ibang dami ng tubig. Sabihin nating kumukuha kami ng dalawang test tubes na may 1 litro ng tubig at 2 litro ng tubig. Saang kaso kinakailangan ang mas maraming init? Sa pangalawa, kung saan mayroong 2 litro ng tubig sa test tube. Ang pangalawang tubo ay magtatagal upang magpainit kung maiinit natin ang mga ito sa parehong mapagkukunan ng sunog.
Kaya, ang dami ng init ay nakasalalay sa bigat ng katawan. Kung mas malaki ang masa, mas maraming init ang kinakailangan para sa pagpainit at, nang naaayon, ang katawan ay nangangailangan ng mas maraming oras upang palamig.
Ano pa ang nakasalalay sa dami ng init? Naturally, mula sa pagkakaiba-iba ng temperatura sa pagitan ng mga katawan. Ngunit hindi lang iyon. Pagkatapos ng lahat, kung susubukan nating magpainit ng tubig o gatas, kakailanganin natin ng ibang oras. Iyon ay, lumalabas na ang dami ng init ay nakasalalay sa sangkap kung saan binubuo ang katawan.
Bilang isang resulta, lumalabas na ang dami ng init na kinakailangan para sa pagpainit o ang dami ng init na inilabas kapag lumamig ang katawan ay nakasalalay sa dami nito, sa mga pagbabago sa temperatura at sa uri ng sangkap na bumubuo sa katawan.
Mga kapaki-pakinabang na Tip
Palaging tandaan na:
- ang proseso ng pag-init ng metal ay mas mabilis kaysa sa tubig, dahil mayroon ito CP
2.5 beses na mas mababa; - kung maaari, i-convert ang mga resulta sa isang mas mataas na order, kung pinahihintulutan ang mga kondisyon;
- upang suriin ang mga resulta, maaari mong gamitin ang Internet at tingnan ang kinakalkula na sangkap;
- sa ilalim ng parehong mga pang-eksperimentong kondisyon, ang higit na makabuluhang mga pagbabago sa temperatura ay matutunghayan para sa mga materyal na may mababang tukoy na init.
Formula para sa dami ng init sa panahon ng paglipat ng yugto
Ang paglipat mula sa isang yugto ng isang sangkap patungo sa isa pa ay sinamahan ng pagsipsip o paglabas ng isang tiyak na halaga ng init, na kung saan ay tinatawag na init ng phase transition.
Kaya, upang ilipat ang isang elemento ng bagay mula sa estado ng isang solid sa isang likido, dapat sabihin sa isang dami ng init () na katumbas ng:
kung saan ang tiyak na init ng pagsasanib, dm ay ang sangkap ng masa ng katawan. Dapat isaalang-alang na ang katawan ay dapat magkaroon ng isang temperatura na katumbas ng temperatura ng pagkatunaw ng sangkap na isinasaalang-alang. Sa panahon ng crystallization, ang init ay pinakawalan katumbas ng (4).
Ang halaga ng init (init ng pag-singaw) na kinakailangan upang mabago ang isang likido sa singaw ay maaaring matagpuan bilang:
kung saan ang r ay ang tiyak na init ng vaporization. Kapag huminahon ang singaw, pinakawalan ang init. Ang init ng pag-singaw ay katumbas ng init ng paghalay ng pantay na masa ng bagay.
Paano makalkula ang dami ng init upang maiinit ang katawan
Halimbawa, kinakailangan upang kalkulahin ang dami ng init na kailangang gugulin upang maiinit ang 3 kg ng tubig mula sa temperatura na 15 ° C hanggang sa temperatura na 85 ° C. Alam namin ang tiyak na init ng tubig, iyon ay, ang dami ng enerhiya na kinakailangan upang mapainit ang 1 kg ng tubig sa pamamagitan ng 1 degree. Iyon ay, upang malaman ang dami ng init sa aming kaso, kailangan mong paramihin ang tiyak na kapasidad ng init ng tubig sa 3 at sa bilang ng mga degree kung saan kailangan mong dagdagan ang temperatura ng tubig. Kaya't ito ay 4200 * 3 * (85-15) = 882,000.
Sa panaklong, kinakalkula namin ang eksaktong bilang ng mga degree, binabawas ang paunang
Kaya, upang maiinit ang 3 kg ng tubig mula 15 hanggang 85 ° C, kailangan namin ng 882,000 J ng dami ng init.
Ang dami ng init ay ipinahiwatig ng titik Q, ang pormula para sa pagkalkula nito ay ang mga sumusunod:
Q = c * m * (t2-t1).
Ano ang tiyak na init
Ang bawat sangkap sa kalikasan ay may sariling mga katangian, at ang pag-init ng bawat indibidwal na sangkap ay nangangailangan ng iba't ibang dami ng enerhiya, ibig sabihin ang dami ng init.
Tiyak na init ng isang sangkap Ay isang halagang katumbas ng dami ng init na kailangang ilipat sa isang katawan na may bigat na 1 kilo upang maiinit ito sa isang temperatura ng 1 0C
Ang tiyak na init ay sinasabihan ng letrang c at may sukat na sukat na J / kg *
Halimbawa, ang tiyak na kapasidad ng init ng tubig ay 4200 J / kg * 0C. Iyon ay, ito ang halaga ng init na kailangang ilipat sa 1 kg ng tubig upang maiinit ito ng 1 0C
Dapat tandaan na ang tiyak na kapasidad ng init ng mga sangkap sa iba't ibang mga estado ng pagsasama-sama ay magkakaiba. Iyon ay, isang kakaibang dami ng init ang kinakailangan upang mapainit ang yelo ng 1 ° C.
